JPH11243014A - インダクタ - Google Patents
インダクタInfo
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- JPH11243014A JPH11243014A JP4398798A JP4398798A JPH11243014A JP H11243014 A JPH11243014 A JP H11243014A JP 4398798 A JP4398798 A JP 4398798A JP 4398798 A JP4398798 A JP 4398798A JP H11243014 A JPH11243014 A JP H11243014A
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistors, capacitors or inductors
- H05K1/165—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistors, capacitors or inductors incorporating printed inductors
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- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
を図りつつ十分大きなインダクタンス値を得ることが困
難であった。 【解決手段】 誘電体基板22に形成され、所定の条件
(1)〜(3)の少なくとも1つを満たす閉曲線の形状
を有するインダクタンス形成用の導体線23と、その一部
を切断してその両端に接続された外部導出用の端子導体
24a・24bとから成るインダクタである。(1)正方形
の枠内に配置され、枠の2つの対角線に対して線対称な
閉曲線。(2)4つの閉曲線を所定の手順で接続した、
正方形の大枠内に配置され、大枠の2つの対角線に対し
て線対称な閉曲線。(3)枠内または大枠内の少なくと
も一部を縮小または拡大し、(1)の閉曲線または
(2)の閉曲線を平面上または曲面上に変形させて配置
した閉曲線。
Description
ルチチップモジュール・ハイブリット回路等の印刷回路
に好適な、2次元的な形状で大きなインダクタンスを得
ることができるインダクタに関するものである。
図で示すように、1枚の面を張るように構成された電流
Iの流れている閉じた環状の導体線1と、そのように張
られた面と交差する磁束Φとで形成される。
概略の原理図で示すように、直径がDである環状の導体
線1の周囲に理想的には無限の大きさの空間、実用的に
はその張られた面と同程度の寸法である約Dの厚みと約
2Dの直径の大きさの周りの空間を必要とすることか
ら、通常は3次元的な形状の構成となる。
クタは、環状の導体線1およびその導体線1の張られる
面の面積に対して交差磁束Φを確保するためにこの面積
と同じ程度の大きさの周りの空間を必要とすることか
ら、通常は3次元的な形状を必要とする。これに対し、
インダクタの小型化を図るべくより次元の低い形の構
造、例えば2次元的な形状のインダクタを実現するため
に、従来より多層回路基板等において電子回路の一部を
構成するインダクタを厚膜印刷技術や薄膜技術により2
次元的な形状で形成することが行なわれている。
形成するだけでは、環状の導体線の上下の空間が制限さ
れることにより交差磁束が減少したり損失が増大したり
してインダクタンス値が小さくなってしまうという欠点
があるため、小型化を図りつつ十分なインダクタンス値
を確保することは困難であった。
て無理に小さな厚みとした2次元的な形状とすると、張
られる面を交差する交差磁束が減少してインダクタンス
値が減少し、また損失によりQ値も悪化するためであ
る。
程度容認した上でその欠点を補いつつ2次元的な形状で
所望のインダクタンスを得るためのインダクタとして、
例えば図5に斜視図で概略構成を示すスパイラルインダ
クタや図6に同じく斜視図で概略構成を示すミアンダ型
インダクタ、あるいは図7に斜視図で概略構成を示すマ
イクロストリップ線路の一端を短縮したもの等が知られ
ている。
2上に導体線3をスパイラル状に配設し、相互インダク
タンスを利用して少しでもイングクタンス値をあげよう
とするものである。しかし、インダクタとしての厚みを
制限したことによる交差磁束の減少に関しては何ら改善
は無く、導体線3を複数巻きにすることによる改善効果
も僅かであるという問題点があった。
4上に導体線5をジグザク的なパターンにして配設し、
少しでも導体線5の長さを確保しようとしたものであ
る。しかし、このような構成とすることは何ら本質的な
改善では無く、経験的に僅かにインダクタンス値が増え
ることが知られているのみであり、十分なインダクタ値
が得られないという問題点があった。
れたマイクロストリップ線路7の一端をビア導体8等に
より短絡してインダクタとする場合は、スパイラルイン
ダクタやミアンダ型インダクタと比較して、ビア導体8
の寸法を確保するための基板6の厚みやマイクロストリ
ップ線路7の長さ方向の寸法が必要であり、しかも実用
的な特性インピーダンスとの関係でインダクタンス値が
小さい等、使用するスペースの効率がさらに良くないと
いう問題点があった。
研究に努めた結果完成されたものであり、その目的は、
厚膜印刷技術や薄膜形成技術といった多層回路基板の製
造に容易に適用できる技術でもって形成でき、各種の回
路基板に対して高集積化や高密度実装化に対応して形成
するのに適した2次元的な形状でありながら、従来の2
次元な形状のインダクタよりも大きなインダクタンスを
得ることができるインダクタを提供することにある。
を解決するため、3次元形状のインダクタと同程度のイ
ンダクタンス値を、より次元を低く、すなわちほぼ2次
元の形状とした厚みの薄い形状のインダクタにより実現
する手段を提案するものである。
インダクタがあり、それと同様の形状のインダククが複
数個互いに影響が少なくなるほどに離されて配置され、
かつそれぞれが直列に接続されているものとする。その
場合の全体のインダクタンス値はそれぞれのインダクタ
のインダクタンス値の和となる。
要とする空間は、前述のようにほぼその直径の2倍程度
の直径および同程度の厚みを有する空間であることか
ら、個々のこれらインダクタがある同じ平面上に載って
いれば、全体のインダクタの必要とする空間は、この平
面の大きさおよび個々のインダククの直径と同程度の厚
みを有する空間となる。従って、この場合には個々のイ
ングクタンス値の和のインダクタを個々のインダクタの
直径程度の厚みの寸法を有するインダクタンス素子で実
現できることとなり、これにより薄い形状、すなわち2
次元形状のインダクタが実現できることとなる。
ダクタを相互に接続した2次元形状のインダクタとし
て、誘電体基板に以下に示す条件を満たす閉曲線の形状
を有するインダクタ形成用の導体線を形成し、その一部
を切断して端子導体により外部に導出することによっ
て、小さい寸法で所望の大きなインダクタンス値を有す
るインダクタを得ることができることを見出した。
基板に形成され、下記条件(1)〜(3)の少なくとも
1つを満たす閉曲線の形状を有するインダクタンス形成
用の導体線と、この導体線の一部を切断してその両端に
接続された外部導出用の端子導体とから成ることを特徴
とするものである。 (1)正方形の枠内に配置され、該枠の2つの対角線に
対して線対称な閉曲線である。 (2)前記枠を4つ正方形状に並べた大枠内に配置さ
れ、各々の枠内に配置した前記閉曲線の前記大枠の対角
線と前記大枠の中心点側で交わる部位に開口部を形成す
るとともに互いに隣接する前記閉曲線の前記開口部同士
を前記大枠の2つの対角線に対して線対称な補助曲線で
接続して成り、前記大枠の2つの対角線に対して線対称
な閉曲線である。 (3)前記枠内または前記大枠内の少なくとも一部を縮
小または拡大し、前記(1)の閉曲線または前記(2)
の閉曲線を平面上または曲面上に変形させて配置した閉
曲線である。 本発明のインダクタは、誘電体基板の表面または内部の
ある同一面上で、上記の条件のいずれかを満たす閉曲線
の形状を有するインダクタ形成用の導体線が形成され、
その一部が切断されてその両端に外部導出用の端子導体
が接続されており、その導体線の環状部分によりインダ
クタンスを形成しているものであり、このような閉曲線
形状の導体線は、所望の厚みおよび線幅で誘電体基板の
所定の同一面上に厚膜印刷技術や薄膜形成技術等の適当
な技術を用いて容易に形成して配設することができる。
上記の各条件を満たす閉曲線の形状とすると、この閉曲
線は誘電体基板の同一面上に上記の条件に示された規則
に従って交差することなく任意に長くすることのできる
閉曲線であることから、その閉曲線の長さを極めて長く
かつ任意に設定しつつインダクタンスに寄与する環状部
分を効率良く配置させることができ、それによって所望
の高いインダクタンス値を容易に実現することができ
る。
れば、誘電体基板に上記(1)〜(3)の少なくとも1
つの条件を満たす閉曲線の形状を有するインダクタンス
形成用の導体線を形成して構成されることから、限られ
た面積の正方形の平面上あるいはその正方形を変形させ
た平面上または曲面上に、インダクタンス形成用の導体
線の長さを上記の各閉曲線の形状として極めて長くかつ
任意に設定しつつインダクタンスに寄与する環状部分を
効率よく配置することができ、2次元の形状でありなが
ら3次元形状のインダクタと同等以上のインダクタンス
値を得ることができる。
の条件(1)を基本として条件(2)を適用することに
より、正方形の枠と大枠との面積を同じとした場合にほ
ぼ2倍の長さでインダクタンス形成用の導体線を配設す
ることができて、その導体線の環状部分により形成され
るインダクタンスにより高いインダクタンス値のインダ
クタを容易に実現することができる。さらに、条件
(3)を適用することにより誘電体基板の表面または内
部の平坦面上のみならず凹凸等の種々の曲面上にも所望
のインダクタンス値のインダクタを容易に実現すること
ができる。
電体基板の表面または内部の同一面上でインダクタンス
形成用の導体線を形成し、その一部を切断してその両端
に外部導出用の端子導体を接続することにより構成され
ていることから、これら導体線および端子導体を厚膜印
刷技術や薄膜形成技術といった回路基板の製造に容易に
適用できる技術でもって形成することができるので、各
種の回路基板に対してその表面や内部の誘電体層上に高
集積化や高密度実装化に対応して形成することができ、
しかもほぼ2次元形状で、より次元の高い形状のインダ
クタと同等以上の高いインダクタンス値を実現すること
ができる。
て図面に基づき説明する。図1(a)〜(d)は、それ
ぞれ本発明のインダクタの実施の形態の一例を説明する
ための平面図である。まず、図1(a)に示すように、
正方形の枠11(実線で示す)内に、この枠11の2つの対
角線12(破線で示す)に対して線対称な閉曲線13を配置
する。ここでは閉曲線13として円を例示しており、この
場合にはさらに枠の中心点を原点として相対向する2辺
に平行にx軸を、このx軸に垂直にy軸を配置した場合
(それぞれ一点鎖線で示す)に、閉曲線13はこれらx軸
およびy軸に対しても線対称となっている。
その環状部分によっては本発明のインダクタにより実現
しようとする大きなインダクタンス値は得られないの
で、この閉曲線13を仮に0次の閉曲線とする。
が1の正方形の枠11の中心に半径r=1/3の円を描い
た場合であれば、この状態での閉曲線13(円周)の長さ
は、2πr×2**i=2πr×2**0=2πrであ
る。
11を4つ正方形状に隙間なく並べて正方形の枠14とする
と、この新たな正方形の枠14内には、その中央を原点に
x軸およびy軸を配置した場合にそれぞれ第1・第2・
第3・第4象限に図1(a)の閉曲線13が配置されるこ
ととなる。
正方形の枠11を4つ正方形状に隙間なく並べて正方形の
枠14とすると、その状態では4つの円の円周の長さの合
計は0次の閉曲線13の4倍となり、2πr×4となる。
閉曲線13の新たな正方形の枠14の2つの対角線15(破線
で示す)と原点側で交わる部位に、その交点の周りを対
角線15に対して線対称にくり抜いて開口部を形成すると
ともに、互いに隣接する閉曲線13の開口部のそれぞれの
端部同士を対角線15に対して線対称である4つの補助曲
線16、例えば閉曲線13の開口部の端部同士をほぼ直線状
の平行導体線等で接続して新たな閉曲線17を形成する。
これを仮に1次の閉曲線とすると、この閉曲線17の長さ
は、4箇所の環状部分を構成する閉曲線13の長さの和と
ほぼ等しくなる。
この枠14の2つの対角線15に対して線対称な閉曲線17が
得られる。本発明のインダクタに対しては、例えばこの
閉曲線17が条件(1)を満たす閉曲線となり、その一部
を切断してその両端に端子導体を接続することにより、
4つの環状部分によりインダクタンスが形成されること
となる。
与する環状部分の長さの和はほとんど変わらず、およそ
2πr×4である。
になるように規格化するため、全体の長さを1/2倍
(面積で1/4倍)すると、インダクタンスに寄与する
環状部分の長さの和は半分となり、およそ(2πr×2
**2)/2=2πr×2となる。
すなわち、順次4つの正方形の枠を合わせ、中心部の4
つの円周部において、切り取り、接続、そして縮小の操
作を繰り返す。繰り返すごとに1辺が1の正方形の枠内
に描かれた閉曲線の中のインダクタンスに寄与する環状
部分の長さの和はおよそ2倍ずつ増え続ける。i回繰り
返したときの次元をiとすると、その時のインダクタン
スに寄与する環状部分の長さの和は、およそ2πr×2
**iとなる。このように任意にiを増して、閉曲線の
長さおよびインダクタンスに寄与する環状部分の長さの
和を任意に長くできる。
いて、図1(d)に示すように、その正方形の枠14を4
つ正方形状に並べて正方形の大枠18を形成し、この大枠
18内の各々の枠14内に配置した閉曲線17の大枠18の対角
線19と大枠18の中心点側で交わる部位に対角線19に対し
て線対称に開口部を形成するとともに、互いに隣接する
閉曲線17の開口部の端部同士を大枠18の2つの対角線19
に対して線対称な4つの補助曲線20で接続する。これを
仮に2次の閉曲線とする。
た、大枠18の2つの対角線19に対して線対称な閉曲線21
が得られる。本発明のインダクタに対しては、例えばこ
の閉曲線21が条件(2)を満たす閉曲線となり、その一
部を切断してその両端に端子導体を接続することによ
り、16箇所の環状部分によりインダクタンスが形成され
ることとなる。
さの2倍となっており、この閉曲線21の長さは4つの閉
曲線17の長さの和とほぼ等しくなっている。そこで、こ
の大枠18を長さで1/2、面積で1/4となるように縮
小すれば大枠18はもとの枠14と同じ大きさとなり、閉曲
線21の長さは閉曲線17の長さのほぼ2倍となって、同じ
面積の正方形の内部に4倍の箇所の環状部分を有するほ
ぼ2倍の長さの閉曲線を規則性をもって配置させること
ができる。従って、この場合は、閉曲線17の形状を有す
る4箇所の環状部分を備えたインダクタに対し、閉曲線
21の形状を有する16箇所の環状部分を備えたインダクタ
は、同じ面積に形成したとき、ほぼ2倍のインダクタン
ス値を有するものとなる。
拡大する倍率を任意に設定することにより、その結果得
られた閉曲線の形状を有する導体線を形成し、その一部
を切断してその両端に端子導体を接続することにより、
所望の任意のインダクタンス値を有する2次元形状のイ
ンダクタを得ることができる。
は大枠18内に配置された閉曲線21に対して、枠14内また
は大枠18内の少なくとも一部を縮小または拡大すること
により、所定の規則性をもって配置した閉曲線を平面上
で変形させ、さらに平面上ではなく曲面上に変形させて
配置した閉曲線とすることができ、この場合は、誘電体
基板の平坦面上のみならず凹凸等の種々の曲面上にも所
望のインダクタンス値のインダクタを容易に実現するこ
とができる。
導体線の幅あるいは太さを変えることによっても変化さ
せることができ、Q値とのトレードオフでインダクタン
ス値を調整して所望のインダクタンス値のインダクタを
得ることができる。
クタの例を、図2に斜視図で示す。
では正方形の平板状の誘電体基板を用いた例を示してい
るが、この誘電体基板22には、多層回路基板の表面や内
部の誘電体層等の種々の誘電体を用いることができ、そ
の面の形状も平坦面のみならず凹凸等の種々の曲面であ
ってもよい。
る形状を有するインダクタンス形成用の導体線であり、
この導体線23の線幅は閉曲線17の線幅に相当する細いも
のとするとよい。この導体線23は有限の面積を有する平
面あるいは曲面を持つ誘電体基板22の表面または内部の
同一面上に閉曲線17の形状で配置されている。そして、
24aおよび24bはそれぞれ導体線23の一部を切断してそ
の両端に接続した、外部回路へ電気的接続するための外
部導出用の端子導体である。これにより、端子導体24a
・24b間で導体線23の環状部分により所望のインダクタ
ンスが形成された本発明のインダクタが得られる。
ンダクタ値について説明する。図2に示すような本発明
のインダクタによれば、導体線23の環状部分が張る面と
交差する磁界は、理想的には無限の空間を占めるが、特
に環状部分の周りの空間に多く分布している。
とすると、D(cm)≫d(cm)の場合、各環状部分
のインダクタンス値L0 (nH)は、L0 =2πD{l
n(D/d)+0.08}となる。
Dと同じの空間を設定し、環状部分の張る面との交差磁
束をこの設定した空間に存在する分のみに限定すると、
この場合のインダクタンス値L1 は、L0 より若干低下
するがほぼ同じオーダーである。
操作を行なう。環状部分の直径Dを1/2とし環状部分
の張る面積を1/4として、同じ面積上に構成する。そ
してこの縮小した環状部分4つを互いに結合が無視でき
るだけ離して直列に接続する。
およそL2 =4×2π(D/2)ln{(D/2)/d
+0.08}となる。元のインダクタンス値L1 との差は、
2πD{ln(D/d)+0.08}−2×2πDln2と
なり、環状部分の直径Dが導体線の線径dのほぼ4倍以
上の範囲では、イングクタンス値は最大約2倍まで増加
する。一方、このインダクタの構成される厚みは、環状
部分の直径と同じとしてあるので元のインダクタの1/
2となる。
導体線から成る補助導体線の部分は、対向する電流がほ
ぽ同じ線上にあることからインダクタンス値には寄与し
ない。また、実際には相互インダクタンスの影響でイン
ダクタンス値の増加する量は上記の説明より小さなもの
となる。
の電気回路・電子回路と電気的に接続するためのものと
して、リード線やボンディングワイヤ等の導体線を用い
ても、電極端子を取着もしくは圧接しても、あるいは誘
電体基板22の内部に配設したビア導体やスルーホール導
体等の貫通導体を用いてもよく、仕様に応じて適当な電
気的接続用の導体を用いればよい。
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改良
を加えることは何ら差し支えない。例えば、図1(d)
に示した閉曲線21の環状部分の1つあるいはいくつかを
形を変形させたものとしてもよい。
板に形成され、上記(1)〜(3)の少なくとも1つの
条件を満たす閉曲線の形状を有するインダクタ形成用の
導体線と、その導体線の一部を切断してその両端に接続
した端子導体とから成ることから、限られた面積の正方
形の平面上あるいはその正方形を変形させた平面上また
は曲面上に、インダクタンスを形成する環状部分を有す
る導体線の長さを上記の各閉曲線の形状として極めて長
くかつ任意に設定することができ、ほぼ2次元の形状で
ありながら3次元形状のインダクタと同等以上の大きな
インダクタンス値を得ることができる。
の条件(1)を基本として条件(2)を適用することに
より、正方形の枠と大枠との面積を同じとした場合には
ほぼ2倍の長さで導体線を形成することができ、さらに
縮小または拡大する倍率を適当に設定することによっ
て、大きなインダクタンス値のインダクタを容易に実現
することができる。さらにまた、条件(3)を適用する
ことにより誘電体基板の表面または内部の平坦面上のみ
ならず凹凸等の種々の曲面上にも所望のインダクタンス
値のインダクタを容易に実現することができる。
電体基板に所定の形状の導体線とそれに接続された端子
導体とを形成することにより構成されていることから、
これら導体線および端子導体は厚膜印刷技術や薄膜形成
技術といった回路基板の製造に容易に適用できる技術で
もって形成することができるので、各種の回路基板に対
してその表面や内部の誘電体層上に高集積化や高密度実
装化に対応して形成することができ、しかも最小の次元
である2次元形状で、従来の2次元的な形状のインダク
タはもとより、より次元の高い形状のインダクタと同等
以上の大きなインダクタンス値を実現することができ
る。
タの実施の形態の一例を説明するための平面図である。
斜視図である。
る。
る。
である。
である。
ダクタの概略構成を示す斜視図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 誘電体基板に形成され、下記条件(1)
〜(3)の少なくとも1つを満たす閉曲線の形状を有す
るインダクタンス形成用の導体線と、該導体線の一部を
切断してその両端に接続された外部導出用の端子導体と
から成ることを特徴とするインダクタ。 (1)正方形の枠内に配置され、該枠の2つの対角線に
対して線対称な閉曲線である。 (2)前記枠を4つ正方形状に並べた大枠内に配置さ
れ、各々の枠内に配置した前記閉曲線の前記大枠の対角
線と前記大枠の中心点側で交わる部位に開口部を形成す
るとともに互いに隣接する前記閉曲線の前記開口部同士
を前記大枠の2つの対角線に対して線対称な補助曲線で
接続して成り、前記大枠の2つの対角線に対して線対称
な閉曲線である。 (3)前記枠内または前記大枠内の少なくとも一部を縮
小または拡大し、前記(1)の閉曲線または前記(2)
の閉曲線を平面上または曲面上に変形させて配置した閉
曲線である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04398798A JP3591806B2 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | インダクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04398798A JP3591806B2 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | インダクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11243014A true JPH11243014A (ja) | 1999-09-07 |
| JP3591806B2 JP3591806B2 (ja) | 2004-11-24 |
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ID=12679079
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007526642A (ja) * | 2004-03-03 | 2007-09-13 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) | Vco結合を低減する方法およびインダクタのレイアウト |
| JP2010078969A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Suzuka Fuji Xerox Co Ltd | 磁極ピース、マグネットロールおよび現像剤担持体 |
| CN105891823A (zh) * | 2015-01-26 | 2016-08-24 | 东莞巨扬电器有限公司 | 微波感应天线模块 |
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- 1998-02-25 JP JP04398798A patent/JP3591806B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN105891823B (zh) * | 2015-01-26 | 2018-10-23 | 东莞巨扬电器有限公司 | 微波感应天线模块 |
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|---|---|
| JP3591806B2 (ja) | 2004-11-24 |
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